Ударный генератор

рщ 748682 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик2 Н 02 К 7/02 с присоединением заявки йо Государственный комитет СССР оо делам изобретенийи открытий(23) Приоритет Опубликовано 150 7,80. Бюллетень Ио 2 б Дата опубликования описания 150780(54) УЦАРНЫЙ ГЕНЕРАТОР 1Ударный генератор относится к электромашинным накопителям энергии и может быть использован в электро- физических установках различного назначения для создания сильных импульсных магнитных полей, в установках, использующих злектрогидравлический эффект (дуговой разряд), для зарядки индуктивных накопителей или для питания потребителей, требующих периодических импульсов тока большой амплитуды.Известны автономные ударные ге= нераторы, например предназначенные для создания сильных импульсных магнитных полей, выполненные по обычЙой конструктивной схеме, а именно: внешний шихтованный статорный сердечник с якорной обмоткой, уложенной в его пазы - внутренний ротор, как правило, с большими дополнительными маховыми массами на его валу (1) .Для получения больших значений импульсных токов при замыкании генератора необходимо снижать величину его сверхпереходного индуктивно. го сопротивления. Известные ударные генераторы, имеют значительное индуктивное сопротивление рассеяния якорной обмотки, так как она уложе" на в пазы магнитопроводящего сердеч- ника статора. Существенную долю рассеяния составляет. рассеяние лобовых 5 частей якорной обмотки из-за больюй длины лобовых перемычек, что умеет место при внешнем статоре в Цвухполюсных генераторах, Наличие агнитопроводящего сердечника ста О тора приводит к значительным потеряммощности при форсировках возбуждения.Потери выделяющиеся в стали сердечника статора, являются серьезным препятствием, ограничивающим воз можности глубоких форсировок возбуждения с целью получения больших индукций в области якорной обмотки.Эти потери при недостаточных мамо" вых массах на роторе обусловливают 20 его существенное торможение, Конструкции роторов, применяемые в известных автономных ударных генераторах,.из-за габаритных ограничений не позволяют размещать на них большое 25 количество меди обмотки возбуждениядля создания зйаЧИтЖтьййх ий- " дукций в области - якорной обмотки прй одновременных доста- точных запасах механической про- ЗО чности Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им.С.М.Кирова. Г.Для увеличения запаса кинетической"энергии вала роторов ударных генеРаторов, как правило, снабжаются маховийами; что приводит к увеличению общей массы автономной установкиИзвестен также ударный генератор, содержащий сердечник статора с якорной обмоткой, массивный магнитопроводящий ротор с обмоткой возбуждения и успокоительной обмоткой 2.Укаэанный электромаховичный аккумулятор имеет статор и наружный Ротор в виде витого обода иэ магнитопроводящего материала. На внутренней поверхности обода расположены постоянные магниты чередующейся полярности. Сердечник статора с обмоткой расположен между магнитами и ступицей, яа которой укреплен витой обод. Статор закрепляется консолью. Наружный ротор, применяемый вэлектромаховйчном" айкуйрйяторе,"йб"Сравнению с внутренним ротором такой же массы запасает больше кийе-" "тической энергии;"что повышает энер.гетические характеристики устройст"ва йлИ"йрИ"одинаковых"энергетических показателях снижает его вес.Койсойьное закрепление статора неп""рйемлемодля ударного генератора,особенно при большой активной длине,так как при коротком замыкании настатор будут действовать большие"эйектродинамические усилия, и поэтому он должен быть закреплен надежно. Наличие ступицы, во внутрен- .ней полости статора, увеличивает егорадиальный размер, а следовательно,увеличиваются лобовые перемычки, соединяющие активные стержни якорнойобмотки. Из-за увеличения длины лобовых перемычек существенно увеливается доля лобового рассеяния, чтопйвбДйт к возрастайию"сверхйерехсд "ИоГо"индуктивного сопротивления.В конструкции 2) нет воэможностиФорсировать поток, так как в качестве возбудителя магнитного поля используют постоянные магниты, Не вполной мере использованы возможностй"Маружного ротора по увеличению- плотности кинетической энергии.Цель изобретения - увеличение" энергйигенератора путем уменьшенияиндуктивного сойротивлейия"рассеяния якорной обмотки и увеличениеплотности кинетической энергии, запааемой ротором автономного ударо%о гЗЙфйтора-,"йй"одновременном"сниженииео массы в целом,Для -дОстйжеция этой цели безже=лезный статор в вице сердечникаизпрочного электроизоляционного материала с якорной обмоткой распола=Гается во внутренней расточке полого. ротора, выполненного в форме ма-,ховика равноййрочности.-:", 4"амвща.-" На фиг,1 изображен ударный генератор, общий вид и разрез на фиг.2 то же в аксонометрической проекции.Ударный генератор содержит полыйротор 1 в форме маховика равной прочности с трубчатыми цапфами 2 и 3и пазами 4 во внутренней полости, вкоторые уложена обмотка возбуждения5. Обмотка возбуждения удерживается в пазах 4 цилиндрическими медными клиньями 6, одновременно выпол няющими роль стержней успокоительной обмотки. Ротор 1 своими цапфами2 и 3 установлен на подшипник. скольжения, расположенные в стояках 7 и 8.К выступающему концу цапфы 2 ротора 15 1 болтами 9 привернут Фланцевый вал10, на котором расположены контактные кольца 11. Через отверстия вофланце вала 10 проходят выводы 12обмотки 5 возбуждения, которые присоединяются к контактным кольцам 11,Беспазовый,се 15 дечник 13 статора содержит два хвостовика 14 и 15, Ксердечнику 13 приклеены эпоксиднымкомпаундом изолированные стержниякорной обмотки 16, соединенныелобовыми перемычками 17, На активные стержни обмотки 16 наложен бандаж 18, например, стекловолокнис-тым шнуром с последующей пропиткев эпоксидном компаунде и сушке, О Лобовые перемычки 17, как в обычномударном генераторе, окружены и закреплены медными экранами 19. Хвостовик 14 сердечника 13 статора входитво внутреннее кольцо роликового подшипника 20, внешнее кольцо которогозапрессовайо в полость цапфы 2 ротора 1. Хвостовик 15 имеет граненыйпрофиль (например, шестигранный) ивходит в центральное отверстие та кого же профиля в конической частифланцевого кронштейна 21, прикрепленного болтами 22 (возможно, замковое или шлицевое соединение) кстояку 8 Фланцевый кронштейн 21 име ет отверстие 23, через котороепроходят выводы 24 якорной обмотки 16.Крутящий момент от фланцевого вала передается ротору 1 через болты 9 (или шлицевое соединение) ицапфу 2. При коротком заьыкании момент, действующий на сердечник 13статора, воспринимается профильнымхвостовиком 15, защеженным в граненом отверстии фланцевого кронштейна21, и сдерживает его от проворачива. ния, От радиального перемещения прикоротких замыканиях сердечник 14статора удерживается подшипником 20.Работа предлагаемого ударного,генератора не отличается от рабощ ты известных генераторов.ИСпольэоваиие поЛого рОтора в виде маховика равной прочности с обмоткой возбуждения и внутреннегобезжелезного сердечника с якорной,обмоткой выгодно отличает предлагаечный ударный генератор от указанных аналогов и прототипа. Известно,. что момент инерции вращающегося тела пропорционален произведению массы на квадрат радиуса вращения. Поэтому при выполнении ротора в виде равнопрочного маховика имеется возможность повышения его эффективностиэа счет снижения массы и увеличения наружного диаметра. Конструкция п 1 едлагаемого ротора позволяет разместить на нем значительное количество меди обмотки возбуждения, что при отсутствии железного сердечника статора обеспечивает глубокие Форсировки возбуждения и большие значе,ния индукций порядка 3 Тл и более в области малого объема, занимаемого якорной обмоткой. Кроме того, крепление лобовых частей обмотки ротора значительно упрощается, так как при вращении они прижимаются цен тробежными силами к телу ротора.Применение внутреннего безжелезного статора позволяет существенно снизить рассеяние якорной обмотки 1 как эа счет отсутствия железа, так 25 и эа счет сокращения длины лобовых ,перемычек и значительно уменьшить сверхпереходное индуктивное сопро" тивление. Все это повышает знергетические показатели ударных генераторов.Формула изобретенияУдарный генератор, содержащий сер" дечник статора с якорной обмоткЬй, массивный магнитопроводящий ротор с обмоткой возбуждения и успокоительной обмоткой, о т л и ч а ю щ и йс я тем , что, с целью увеличения энергии, передаваемой в нагрузку, за счет уменьшения индуктивного сопро тивления рассеяния якорной обмотки и увеличения. плотности кинетической энергии, запасаемой ротором, последний выполнен полым в Форме ма" ховика равной прочности, охватывающим якорную обмотку, уложенную на сер" дечник иэ прочного электроизоляционного материала.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1.Хармс Д. Конструкции ударных генераторов.-Энергетические машнны специального назначения М.,ГЭИ 19 б 02.Авторское свидетельство СССР 9544049, кл.: И 02 К, 1971(прототип)748682 А, Кецарисрейко . Корректор Г.Назаров ави тор Т. Орловская Техр Подписно филиал П Патент Ужгород, ул, Проектная,Заказ 4255/45Тираж 783 ЦЙИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб.,д